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研究哺乳动物卵母细胞的激活及其孤雌胚的发育,有利于探索卵母细胞的生理反应,分析理化激活与精子激活的特征,对阐明哺乳动物卵母细胞的激活、受精和发育机理,解答这些重要的生命现象及技术的应用具有重要意义。同时也可为核移植的研究提供技术参考。IP3是影响细胞激活的关键因子。本实验利用电激活过程中卵母细胞膜上形成的瞬间孔洞,向卵子内导入一定量的IP3,通过IP3第二信使途径,打开胞内钙库,模仿自然受精过程中卵母细胞内Ca2+的波动性变化,研究电场导入IP3对小鼠卵子的激活作用。该法排除了胞质注射IP3时人为因素的干扰,并克服了一次性注射的不科学性,保证了结果的可靠性。 实验以宁波新科CRY-3细胞融合仪及其配备的镀银电融合槽(电极宽度为0.5mm)作为主要实验仪器。首先对影响电激活的诸多因素,如:直流脉冲的强度(1.0kv/cm、1.5kv/cm、2.0kv/cm、2.5kv/cm)、脉冲宽度(40μs、80μs、100μs、150μs)、脉冲次数(1次、2次、3次)、激活液中的离子成分(无Ca2+、Mg2+离子的0.3mol/L甘露醇溶液,0.3mol/L甘露醇+0.05mmol或0.1mmol/LCaCL2+0.1mmol/LMgCL2的激活溶液)以及卵母细胞的卵龄(注射hCG后12-13h、15-16h、18-19h、22-23h)进行了比较研究。结果表明:(1)相同卵龄卵母细胞的激活率随电场强度、脉宽和激活次数的变化而变化。脉宽和激活次数不变的情况下,卵母细胞的激活率随电场强度的增加而升高。场强为2.0kv/cm时,激活率和卵裂率分别达到了74.47%和77.14%,显著高于1.0kv/cm和1.5kv/cm试验组(48.94%,47.83%;61.70%,55.17%,P<0.05);场强继续升高,卵母细胞的激活率和卵裂率反而开始下降。场强升高到2.5kv/cm时,卵母细胞的激活率下降到68.85%,卵裂率(46.88%)与2.0kv/cm试验组相比显著降低(P<0.05);2.0kv/cm场强下,脉宽为80μs时,卵母细胞的激活率达到77.78%,显著高于40μs试验组(46.67%,P<0.05)。脉宽进一步增加并不能继续升高卵母细胞的激活率;卵母细胞的激活率也随激活次数的增加而升高,卵子经多次激活处理后,激活率、卵裂率和囊胚发育率都明显升高,本实验采用3次连续电脉冲(每次间隔10min)处理卵子,得到的激活率和囊胚发育率(89.58%,20.59%)显著高于1次(60.42%,14.28%)和2次处理组(70.83%,11.54%,P<0.05)。(2)Ca2+、Mg2+对小鼠卵母细胞的电激活有较大影响。使用含Ca2+、Mg2+离子的激活液得到的卵母细胞激活率显著高于不含Ca2+、Mg2+激活液组(P<0.01)。Ca2+的浓度变化对激活效果无显著影响——(>0刀5卜臼)卵龄对卵母细胞的孤雌激活也有影响,卵母细胞的活化率随卵龄的增加而明显升高,注射比G后18-19h的卵母细胞激活率(71.67O)显著高于 12-13h和 15-16h的卵母细胞组(分别为7.50%和55.83%,P<0.01);而22h以后的卵母细胞激活率、卵裂率和囊胚发育率开始下降历5,83O、70.880和 12.50O),但与 18l 的卵母细胞组无明显差异o<0刀5)。 综上所述,在本实验室条件下,以含Ca刀、Mgh的甘露醇溶液为激活液,采用2刀by/cm强度、80呷脉宽、连续3次脉冲(每次间隔10min)刺激注射hCG后18二9h的小鼠卵母细胞,可获得较为理想的激活效果。 在电激活参数确定的基础上,本实验利用电场导入 IP3的方法激活注射 hCG后 18上的小鼠卵母细胞,研究了 IP3及其浓度变化对卵母细胞电激活效果的影响。结果表明:门)无钙激活液中加入 25 11 3OI几的 IP3得到的卵母细胞激活率和卵裂率门250%和 77二7%)与单纯电激活相比显著升高N*50%和58.33%,P<0刀5人说明1巳可通过电导法进入细胞内,诱导小鼠卵母细胞的激活。u)在 lPs试验浓度门5巧00u mol几)范围内,卵母细胞的激活率无明显变化(分别为 71.11o,77.780,85.710和 77.140,p>0.05人但都显著高于单纯电激活方法Q3.33o,p<0.of入未添加 lp。试验组的孤雌囊胚发育率①.00%)与25闷ol/L(26.09%)和50卜mo凡(29石3%)试验组相比无明显差异(P>0刀5),而与 100Vmol几(3·93%)和500Vmol 几(3 刀O%)试验组相比显著降低(P<O刀5)。100Hm。l几试验组的卵母细胞激活率、卵裂率以及囊胚发育率与500Pmol/L试验组相比无明显差异o<0.05卜实验表明,激活液中添加适量 IP。可提高卵母细胞的电激活率。IP。浓度达 100pmol/L时,可有效提高卵母细胞的囊胚发育率。继续增加 IP。的浓度,卵母细胞的激活率和卵裂率无明显变化。